JP2016136124A - 検査用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の端面部から光を導入して導光板の下方に置かれた物品に光を照射する検査用照明装置において、カメラによる撮像の鮮明度をさらに向上させることが可能なものを提供する。【解決手段】この検査用照明装置１は、ハウジング２と、ハウジング２内に配置された光源部３と、端面部４ａが光源部３に対向するようにハウジング２内に配置されて光源部３からの光を導入し、上面部４ｂに形成された多数の凹部４ｂａによって光を下方に向けて反射可能な導光板４と、導光板４の上側に配置され、導光板４からの光を反射する反射板５と、を具備し、導光板４は、凹部４ｂａが形成されていない無凹部領域４１を有し、その周辺を多数の凹部４ｂａが形成された凹部領域４２としており、反射板５は、無凹部領域４１に重なる位置に導光板４からの光を透過する透過領域５１を有し、その周辺を導光板４からの光を反射する反射領域５２としている。【選択図】図２

Description

本発明は、検査を行うために物品に光を照射する検査用照明装置に関する。

従来より、工場で生産された物品（製品）について、外観検査（欠陥、キズ、汚れ、異物などの検査）などを行うために、物品に光を照射する種々の検査用照明装置が用いられてきた。その中には、導光板の端面部から光を導入して導光板の下方に置かれた物品に光を照射し、その物品からの反射光が導光板の上方に配置されたカメラに入射することによって物品が撮影されるものがある（例えば、特許文献１）。このような導光板を用いた検査用照明装置は、薄くて軽いという利点がある。

特許文献１に開示されたものと基本構成が同じ検査用照明装置１０１を、図７及び図８に示す。この検査用照明装置１０１は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２内に配置された光源部１０３と、端面部が光源部１０３に対向するように配置された導光板１０４と、を具備する。ハウジング１０２は、光源部１０３及び導光板１０４を支持し、光源部１０３は、導光板１０４の端面部から導光板１０４に光を導入させる。導光板１０４は、その上面部に、レーザー加工や機械的な切削加工などによって、例えば、断面略Ｖ形状で直線（平面視で直線）を成すように設けられた多数の凹部１０４ｂａが形成されており、その多数の凹部１０４ｂａは、導入した光を下方に向けて反射することができる。

特開２０１０−１１２７３５号公報

このような導光板を用いた検査用照明装置においては、物品を非常に精細に検査しなければならないとき、カメラによる撮像の鮮明度をさらに向上させることが望まれる場合が有る。

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、導光板の端面部から光を導入して導光板の下方に置かれた物品に光を照射する検査用照明装置において、カメラによる撮像の鮮明度をさらに向上させることが可能なものを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の検査用照明装置は、ハウジングと、該ハウジング内に配置された光源部と、端面部が前記光源部に対向するように前記ハウジング内に配置されて前記光源部からの光を導入し、上面部に形成された多数の凹部によって光を下方に向けて反射可能な導光板と、該導光板の上側に配置され、前記導光板からの光を反射する反射板と、を具備し、前記導光板は、凹部が形成されていない無凹部領域を有し、その周辺を多数の凹部が形成された凹部領域としており、前記反射板は、前記無凹部領域に重なる位置に前記導光板からの光を透過する透過領域を有し、その周辺を前記導光板からの光を反射する反射領域としていることを特徴とする。

請求項２に記載の検査用照明装置は、請求項１に記載の検査用照明装置において、前記多数の凹部は、レーザー加工によって形成されており、前記無凹部領域は、レーザー加工時に、レーザー光を遮蔽する一定形状の遮蔽物を前記導光板の上に載置し、上方からレーザー光を照射することによって設けられることを特徴とする。

本発明の検査用照明装置によれば、カメラによる撮像の鮮明度をさらに向上させることが可能になる。

本発明の実施形態に係る検査用照明装置の平面図である。 同上の検査用照明装置のＡ−Ａ線の位置で切断した断面図である。 同上の検査用照明装置において反射板を取り外したときの平面図である。 同上の検査用照明装置における光の様子を説明するための断面図である。 同上の検査用照明装置における光の様子を説明するための拡大断面図である。 同上の検査用照明装置の導光板のレーザー加工を示す斜視図である。 従来の検査用照明装置の平面図である。 従来の検査用照明装置のＡ−Ａ線の位置で切断した断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施形態に係る検査用照明装置１は、図１〜図３に示すように、ハウジング２と、光源部３と、導光板４と、反射板５と、を具備している。この検査用照明装置１は、図４に示すように、導光板４の端面部４ａから光（矢印付き実線で示す。）を導入して導光板４の下方に置かれた物品Ｍに光を照射し、その物品Ｍからの反射光（矢印付き破線で示す。）が導光板４の上方に配置されたカメラＣに入射することによって物品Ｍが撮影される。

ハウジング２は、その内部に、後に詳述する光源部３及び導光板４を配置し支持するものである。ハウジング２の底面部２ａには、物品Ｍに照射する光や物品Ｍからの反射光を透過するように、開口部２ａａが設けられている。ハウジング２は、アルミニウムや銅などの金属材又は樹脂材などが用いられる。

光源部３は、ハウジング２内に配置されている。光源部３は、導光板４の各辺（平面視における四角形の各辺）の後述する端面部４ａに光を放射するように配置された複数の発光素子３１、及び、導光板４の各辺の端面部４ａに対向して設けられこれらの発光素子３１が実装される細長い複数のプリント基板３２、を有している。発光素子３１は、発光ダイオードなどが用いられる。発光素子３１は、図２に示すような砲弾型の他、表面実装型（チップＬＥＤなど）とすることが可能である。なお、複数の発光素子３１（及びプリント基板３２）は、導光板４の特定の辺に対してのみ設けることも可能である。

導光板４は、端面部４ａが光源部３に対向するようにハウジング２内に配置されている。導光板４は、導光性に優れた部材が用いられ、通常、アクリルなどの樹脂材が適用される。また、図３に示す例では、導光板４は正方形であるが、これには限られない。また、導光板４の大きさや厚みは、限定されることはないが、例えば、１辺の長さが１０〜２０ｃｍ程度、厚みが５ｍｍ程度のものを用いることができる。

導光板４は、光源部３（発光素子３１）からの光を導入する。図２に示す例では、導光板４の端面部４ａには、発光素子３１を収納する収納穴４ａａが一定の間隔で設けられている。導光板４の端面部４ａを平坦にして（収納穴４ａａを設けずに）、それに発光素子３１を近接させることも可能である。

導光板４の上面部４ｂには、多数の凹部４ｂａが形成されている。導光板４は、多数の凹部４ｂａによって、光源部３から導入された光（図４及び図５において矢印付き実線で示す。）を下方に置かれた物品Ｍに光を照射すべく、物品Ｍに向けて反射することができる。

ここで注目すべきことは、導光板４は、凹部４ｂａが形成されていない無凹部領域４１を有し、その周辺を多数の凹部４ｂａが形成された凹部領域４２としていることである。物品Ｍからの反射光は、主に、無凹部領域４１を通過してカメラＣの方に放出される。無凹部領域４１は、物品Ｍの形状に応じて、平面視で、図３に示すような略四角形状を含む略角形状、又は略円形状などとすることができ、また、物品Ｍの大きさに応じた適切な大きさとすることができる。なお、無凹部領域４１は、通常、導光板４の中央付近（平面視において中央付近）に設けられるが、中央付近から少しずれたところに設けることも可能である。

凹部領域４２においては、多数の凹部４ｂａは、平面視において縦横に複数の直線を成すように形成することができる。さらに具体的には、例えば、凹部４ｂａは、直線を成すのに、細長い溝状（導光板４の辺の長さに近い程度の長さ）にしたり、ドット状のもの（小体積の穴）を配列したりすることが可能である。また、凹部４ｂａの断面形状は、略Ｖ形状（図５に示すような形状）、略Ｕ形状、略半円形状、略矩形状などとすることができる。凹部４ｂａの開口幅ｗ、凹部４ｂａ、４ｂａ間のピッチ間隔ｐ、凹部４ｂａの深さｄなどは、導光板４及び物品Ｍの大きさに応じて様々なものが適用可能であるが、例えば、開口幅ｗが０．１〜１ｍｍ程度、凹部４ｂａ、４ｂａ間のピッチ間隔ｐが５〜１０ｍｍ程度、凹部４ｂａの深さｄが１００〜５００μｍ程度とすることができる。

導光板４における多数の凹部４ａｂは、レーザー加工を用いると、加工精度が良く、加工コストが低減可能である。このレーザー加工時には、無凹部領域４１を設けるために、図６に示すように、レーザー光を遮蔽する一定形状の遮蔽物Ｈを導光板４の上に載置し、上方からレーザー光Ｒを照射するのが好ましい。

具体的には、例えば、少なくともＸＹ方向に移動可能なステージ６１の上に導光板４を載置し、導光板４の無凹部領域４１とする位置の上に遮蔽物Ｈを載置する。導光板４の上方からレーザー光Ｒをレーザー照射装置６２によって照射し、そして、そのレーザー光Ｒが当たる箇所を、ステージ６１によって縦方向又は横方向に直線を成すように移動させる。導光板４においてレーザー光Ｒが当たった箇所は、上記の断面形状の凹部４ｂａとなる。このようにすると、凹部領域４２に多数の凹部４ａｂを形成し、かつ、無凹部領域４１に凹部４ａｂを形成しないようにすることが容易にできる。

反射板５は、導光板４の上面部４ｂの上方に配置される。反射板５は、アルミニウムや銅などの金属材又は樹脂材などの下面部に反射層を付着させたものなどが用いられる。反射板５は、導光板４からの光を反射する。

ここで注目すべきことは、反射板５は、無凹部領域４１に重なる位置（平面視において重なる位置）に導光板４からの光を透過する透過領域５１を有し、その周辺を導光板４からの光を反射する反射領域５２としていることである。透過領域５１の大きさ（平面視における大きさ）は、無凹部領域４１と同じか或いは多少上下してもよい。透過領域５１は、透明部材で形成してもよいが、典型的には、貫通孔とすればよい。

反射板５の反射領域５２は、図５の矢印付き破線に示すように、導光板４において端面部４ａから導入され上面部４ｂから出射した光を反射する。反射の角度は様々である。それらの反射光は、導光板４において直接に又は凹部４ｂａで再反射して、物品Ｍの方に向かうことが可能である。それにより、導光板４の無凹部領域４１において凹部４ｂａが形成されない分を補うよう物品Ｍに当たる光量を増やすとともに、多方向から物品Ｍに光が当たるようにすることができる。

このようにして、検査用照明装置１は、物品Ｍには十分な量の光が多方向から照射され、かつ、物品Ｍからの反射光が導光板４の凹部４ａｂの影響をほとんど受けずにカメラＣに入射できるので、カメラＣによる撮像の鮮明度をさらに向上させることが可能になる。

以上、本発明の実施形態に係る検査用照明装置について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。

１ 検査用照明装置
２ ハウジング
３ 光源部
３１ 発光素子
４ 導光板
４ａ 端面部
４ｂ 上面部
４１ 無凹部領域
４２ 凹部領域
４ｂａ 凹部
５ 反射板
５１ 透過領域
５２ 反射領域
Ｈ 遮蔽物

Claims (2)

1. ハウジングと、
   該ハウジング内に配置された光源部と、
   端面部が前記光源部に対向するように前記ハウジング内に配置されて前記光源部からの光を導入し、上面部に形成された多数の凹部によって光を下方に向けて反射可能な導光板と、
   該導光板の上側に配置され、前記導光板からの光を反射する反射板と、
   を具備し、
   前記導光板は、凹部が形成されていない無凹部領域を有し、その周辺を多数の凹部が形成された凹部領域としており、
   前記反射板は、前記無凹部領域に重なる位置に前記導光板からの光を透過する透過領域を有し、その周辺を前記導光板からの光を反射する反射領域としていることを特徴とする検査用照明装置。
2. 請求項１に記載の検査用照明装置において、
   前記多数の凹部は、レーザー加工によって形成されており、
   前記無凹部領域は、レーザー加工時に、レーザー光を遮蔽する一定形状の遮蔽物を前記導光板の上に載置し、上方からレーザー光を照射することによって設けられることを特徴とする検査用照明装置。

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